変動する重力下での結晶の誕生

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結晶の生成が地球上と異なる重力環境ではどう異なるかを、結晶成長の立場から研究するのが本研究の目的である。この研究では1gでの結晶成長を基準にして、1〜500gまでの重力下の研究を行なった。重力の変化は遠心加速器を用いて行なった。これを用いて、結晶成長速度、核形成速度、溶液の対流のg(重力)依存性を調べた。水溶液の硝酸バリウム結晶、カリミョウバンを用いて得られた成果は以下のようにまとめられる。1.1g下での結晶成長は光学的なその場観察で行ない、結晶表面パタ-ン、成長速度、溶液対流を詳細に調べた。1ー1.結晶の成長速度は定常的ではなく、約1%での過飽和度での成長速度変的は40%以上にも達する。これは成長による不安定な密度対流の発生に起因する。1ー2.上下方向と水平方向の成長速度は密度対流の発生により逆転し、多様な結晶形態をとる。2.高い重力下での核形成と成長速度は、結晶の個数とサイズを調べることで行なった。2ー1.核形成速度はgレベルの増大にともない大きくなる。これはgレベルの増大にともない、レイリ-数が大きくなり対流が発生しやすくなったためである。したがって、微少重力では、核形成が生じにくいことが予想できる。2ー2.成長速度はgレベルと正の相関がある。これは対流の新たな発生により物質輸送がそく進されたためであろう。